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FUSE 子系统：设计与 Linux 内核实现

中文教程 | English tutorial

这是一套以当前工作区 Linux 7.2-rc6 源码为基线的 FUSE 系列教程。教程不把 FUSE 简化为“内核把请求转发给用户态”，而是从 VFS 对象、协议身份、缓存一致性、请求状态机和失败恢复五条主线建立完整模型，再逐条落到 fs/fuse/ 的实现。

教程由两个章节、十篇正文组成，中英文内容一一对应。所有页面都是纯 Markdown，不依赖 JavaScript、CSS 或外部渲染库。

第一章：FUSE 子系统设计

1. 边界、分层与端到端架构
2. 核心对象、协议身份与能力协商
3. 缓存、I/O 模式与一致性模型
4. 并发、背压、安全与失败模型

第二章：FUSE 代码实现分析

1. 源码地图、模块初始化、挂载与 FUSE_INIT
2. 路径解析、目录操作、属性与引用记账
3. OPEN、缓存读写、Direct I/O、Writeback 与 RELEASE
4. 请求分配、队列状态机与 /dev/fuse 传输
5. 普通 mmap 与 virtio-fs DAX
6. 卸载、Abort、调试方法与性能分析

English contents

Chapter 1: FUSE subsystem design

1. Boundaries, layers, and end-to-end architecture
2. Core objects, protocol identity, and capability negotiation
3. Caching, I/O modes, and coherency
4. Concurrency, backpressure, security, and failure

Chapter 2: Linux implementation

1. Source map, module initialization, mount, and FUSE_INIT
2. Path walking, directory operations, attributes, and references
3. OPEN, cached I/O, direct I/O, writeback, and RELEASE
4. Request allocation, queue state machine, and /dev/fuse transport
5. Ordinary mmap and virtio-fs DAX
6. Teardown, abort, debugging, and performance analysis

建议阅读方式

• 第一次阅读按目录顺序完成，先建立对象和生命周期模型，再进入代码。
• 阅读第二章时同时打开 Linux 源码；教程中的调用链均以源码函数名为锚点。
• 调试实际 FUSE 文件系统时，重点记录 opcode、nodeid、fh 和 unique，这四个值分别对应操作、对象、打开实例和请求生命周期。
• 内核版本变化可能调整内部函数名；UAPI 结构、VFS 边界和请求/应答关系是更稳定的知识。